Dagli anni '90, diverse tecnologie avanzate e mature per la produzione di ossigeno sono state applicate alle unità di separazione dell'aria su piccola-scala. Queste innovazioni riducono la perdita di freddo, migliorano l'efficienza, abbassano la pressione operativa, risparmiano energia e semplificano il funzionamento. I principali miglioramenti sono i seguenti:
Gli scambiatori di calore a piastre-alettate sostituiscono gli scambiatori di calore-a tubi avvolti.Ciò migliora le prestazioni di trasferimento del calore, riduce il consumo di materiale metallico e riduce la differenza di temperatura-dell'estremità calda dello scambiatore di calore dai 5–7 gradi originali a 2–3 gradi. La ridotta perdita di freddo dovuta allo scambio termico incompleto consente di diminuire la pressione di esercizio dell'unità. Dopo aver adottato scambiatori di calore a-piastra a canale stretto-alette per il condensatore-ribollitore, la differenza di temperatura di trasferimento del calore nel condensatore principale può essere ridotta da 2,5 gradi a 1,25 gradi e la pressione di condensazione nella colonna inferiore può essere ridotta di 0,04 MPa, il che aiuta ad abbassare la pressione di scarico del compressore d'aria.
Viene adottato un sistema di preraffreddamento dell'aria a raffreddamento diretto-.Per migliorare le prestazioni di adsorbimento dei setacci molecolari, l'aria viene preraffreddata da un'unità di refrigerazione prima di entrare nel purificatore. Per migliorare l'efficienza dello scambio termico, il refrigerante scambia direttamente il calore con l'aria nell'evaporatore, semplificando il sistema di raffreddamento e rendendo il funzionamento più conveniente.
Vengono adottati set di assorbitori a ciclo lungo-.Il tempo di commutazione degli adsorbitori viene esteso da 8 h a 24 h, semplificando notevolmente il funzionamento. La carica adsorbente aumenta meno del doppio, mentre si riduce anche il consumo di gas di rigenerazione e di potenza di rigenerazione.
La colonna di distillazione adotta un design di impaccamento strutturato (colonna superiore) o una struttura ibrida che combina il rame (colonna di distillazione a vassoio circolare-a flusso) con l'alluminio (scambiatori di calore, tubazioni).Tuttavia, il problema della saldatura del rame-all'-alluminio deve essere risolto.
Vengono adottati compressori d'aria verticali-senza olio e compressori di ossigeno, estendendo notevolmente la durata utile delle parti-soggette a usura e migliorando le prestazioni meccaniche.
Le unità turboespansori-con cuscinetto di gas sostituiscono gli espansori a pistone, migliorando l'efficienza dell'espansore.
